Տերահերցային ճառագայթում

Վիքիպեդիայից՝ ազատ հանրագիտարանից
(Վերահղված է Տերահերցային ալիքներից)
Էլեկտրամագնիսական ալիքների ճառագայթման սպեկտր

Տերահերցային (ՏՀց) ճառագայթում, էլեկտրամագնիսական ճառագայթման տեսակ, որի հաճախությունների սպեկտրը գտնվում է գերբարձր հաճախությունների (ԳԲՀ) և օպտիկական տիրույթների միջև։ ՏՀց-ի առավելագույն հաճախականության թույլատրելի տիրույթը 1011-1013 Հց է, ալիքի երկարության տիրույթը՝ համապատասխանաբար՝ 3-0,03 մմ։ ՏՀց ճառագայթումը չիոնացող է, հեշտությամբ անցնում է դիէլեկտրիկների մեծ մասի միջով, սակայն ուժեղ կլանվում է անցկացվող նյութերի և որոշ դիէլեկտրիկների կողմից։ Օրինակ՝ ծառը, պլաստիկը, կերամիկան դրա համար թափանցիկ են, իսկ մետաղը և ջուրը՝ ոչ[1]։ տերահերցային ալիքների գիտությունը և տեխնիկան սկսել են բուռն զարգանալ 20-րդ դարի 60-70-ական թվականներից, երբ հնարավոր դարձան այդպիսի ճառագայթման առաջին աղբյուրները և ընդունիչները[2][3]. Վերջին տարիներին բուռն զարգացում են ստացել ՏՀց ալիքների հետ կապված գիտական և կիրառական հետազոտությունները[4][5]։ Դա պայմանավորված է հեռահաղորդակցության, անվտանգության համակարգերի, բժշկության, գիտության և այլ բնագավառներում այդ ալիքների հնարավոր օգտագործման հետ։

Ճառագայթման աղբյուրներ[խմբագրել]

Առաջիններից մեկը մշակվել են մեգավատ հզորությամբ էլեկտրավակումային իմպուլսային աղբյուրները, ինչպիսիք են հակադարձ ալիքի լամպը, օրոտրոնը։ Այնուհետև ավելի հզոր աղբյուրները՝ մինչև տասնյակ կՎտ։ Փոքր հզորության ՏՀց ճառագայթման աղբյուր է օպտաքվանտային գեներատորը(լազեր): 2002 թ. ստեղծվել է 4.4 ՏՀց հաճախականությունում աշխատող և 2 մՎտ հզորությամբ առաջին ՏՀց քվանտա-կասկադային լազերը։

Հեռահաղորդակցություն[խմբագրել]

  • ՏՀց ալիքների միջոցով կարող ենք մեծացնել կապի արագությունը, այն հասցնելով (1-5)*102 Գբ/վ։ ՏՀՑ ալիքների կլանումը սահմանափակում է կապի հեռավորությունը։ Սակայն այս ալիքները հեռանկարային են ինքնաթիռ-արբանյակ, արբանյակ-արբանյակ կապուղիներում։
  • ՏՀց ալիքները կարող են օգտագործվել կարճ հեռավորության, բարձր պաշտպանությամբ կապի համակարգերում, քանի որ ուժեղ կլանման գործոնը էապես նվազեցնում է հարևան կապի համակարգերի միջև փոխազդեցությունը և դժվարացնում է տեղեկատվության կորզումը։

Անվտանգության համակարգեր[խմբագրել]

  • ՏՀց ճառագայթումը ներթափանցում է ոչ մետաղական նյութերի միջով (գործվացքներ, պլաստիկ նյութեր, ճամպրուկ և այլն), որը հնարավորություն է տալիս հայտնաբերել թաքնված օբյեկտներ, օրինակ զենք, զինամթերք, վտանգավոր քիմիական և կենսաբանական նյութեր, մաքսանենգ ապրանքներ։
  • ՏՀց ճառագայթումը օգտագործում են արդյունաբերության մեջ` ապրանքի որակը ստուգելու համար։ ՏՀՑ տիրույթում գրեթե բոլոր հետաքրքրություն ներկայացնող նյութերը օժտված են բնութագրիչ կլանման գծերով, որը հնարավորություն է տալիս ՏՀց սպեկտրոսկոպիայի միջոցով որոշել նյութի քիմիական բաղադրությունը։ Ուստի զուգակցելով ՏՀց պատկերումը սպեկտրոսկոպիայի հետ հնարավոև է ոչ միայն հայտնաբերել թաքնված օբյեկտը, այլ նաև կատարել նրա նույնականացում։

Բժշկություն[խմբագրել]

  • Ի տարբերություն ռենտգենյան ալիքների տերահերցային ճառագայթումը վնասակար ազդեցություն չի թողում օրգանական նյութերի և ԴՆԹ-ի վրա, քանի որ ֆոտոնի էներգիան բավարար չէ իոնացման համար (1ՏՀց հաճախության համապատասխանում է մոտավորապես 4մԷվ)։ ՏՀց ճառագայթումը հետազոտվող կենսաբանական նյութերում կարող է ներթափանցել բավականին խորը, ընդհուպ մինչև մի քանի միլիմետր։ ՏՀց ալիքները կարող ենք կիրառել քաղծկեղային գոյացությունների ախտորոշման համար։ Ներկայումս ընդունված է, որ քաղծկեղի բջիջները բնութագրվում են ջրային պարունակության ավելցուկով։ Ուստի ՏՀց ճառագայթումը, որը ուժեղ կերպով կլանվում է ջրում, հնարավորություն է տալիս հեշտությամբ տարբերակել առողջ և քաղծկեղային բջիջները։
  • ՏՀց ճառագայթումը որոշ հաճախային տիրույթում կարելի է օգտագործել նաև ատամի եռաչափ պատկերները ստանալու համար։ Այս եղանակը ավելի ճշգրիտ և անվնաս է ատամնաբուժական պրակտիկայում ներկայումս օգտագործվող ռենտգենյան ճառագայթների համեմատ։

Գիտություն[խմբագրել]

  • Տերահերցային ալիքներն օգտագործում են աստղա- և ռադիո- ֆիզիկայում, պլազմային ֆիզիկայում, կիսահաղորդիչային և արհեստական նյութերի հետազոտություններում, ԴՆԹ և սպիտակուցային նյութերի կենսաֆիզիկայում, քիմիական ռեակցիաների ղեկավարման համար և այլն։

Հեռանկարային հետազոտություններ[խմբագրել]

Տարբեր իրերի ՏՀց սպեկտորսկոպական հետազոտությունները շատ կարևոր են, որոնք թույլ կտան դրանց համար նոր գործածումներ գտնել։ Երկրի մակերևույթին Տհց գրեթե բոլոր ճառագայթումները գալիս են Արեգակից։ Սակայն մթնոլորտի ջրային գոլորշիների կողմից ուժգին կլանման պատճառով դրա ազդեցությունը շատ փոքր է։ Այդ պատճառով էլ հատուկ հետաքրքրություն է առաջացնում կենդանի օրգանիզմի վրա ՏՀց ճառագայթման ազդեցությունը։ Հետաքրքրական է նաև աստղաֆիզիկական օբյեկտների ՏՀց ճառագայթման սպեկտրի ուսումնասիրությունը, ինչը հնարավորություն կտա դրանցից մեծ ինֆորմացիա ստանալ։

Չիլիական Ադներում՝ 5100 մ բարձրության վրա աշխատում է աշխարհում առաջին աստղադիտակը, որն Արևից և այլ տիեզերական լուսատուներից 0.2-1.5 տիրույթով ճառագայթումներ է ստանում։

Ծանոթագրություններ[խմբագրել]

  1. JLab generates high-power terahertz light. CERN Courier. 1 January 2003.
  2. Р. Г. Мириманов Миллиметровые и субмиллиметровые волны. — М.: изд. ин. литературы, 1959.
  3. Р. А. Валитов, С. Ф. Дюбко, В. В. Камышан и др Техника субмиллиметровых волн. — М.: Сов. Радио, 1969.
  4. Yun-Shik Lee Principles of Terahertz Science and Technology. — Springer, 2009.
  5. Kiyomi Sakai (Ed.) Terahertz Optoelectronics. — Springer, 2005.

Գրականություն[խմբագրել]

  1. Sensing with terahertz radiation, Ed. by D. Mittleman, Springer, Berlin, 2003
  2. M. Hangyo, M. Tani, T. Nagashima, “Terahertz time-domain spectroscopy of solids: a review,” Int. J. Infrared and MM waves, 26, No. 12, 1661-1690 (2006).
  3. K. Wang, D. M. Mittleman, Metal wires for terahertz wave guiding, Nature, 432, no. 7015 pp. 376–379, 2004.
  4. Ю. О. Аветисян, А. О. Макарян, К. М. Мовсисян, П. С. Погосян, Генерация излучения с перестраиваемой частотой в диапазоне миллиметровых длин волн путем нелинейного смешения излучения двух рубиновых лазеров, Письма в ЖТФ, 5, вып. 4, с. 233-235, 1976.